Основы сварки давлением

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ...

На трубах большого диаметра (например, 325 мм) с относительно большой толщиной стенки (9 мм) сначала отдельные вспышки дуги несколько разогревают кромки, после чего дуга начинает перемещаться по всей окружности с нарастающей скоростью
...
Это возможно в результате диффузии кислорода из окисленного жидкого металла через границу раздела жидкая—твердая фаза, практически неподвижную в конечной стадии процесса (когда толщина пленки жидкого металла достигает установившейся величины)
...
СХЕМА ПРОЦЕССАСварку взрывом можно отнести к Р, Т-процессам, так как на отдельных участках соединения иногда наблюдают зоны металла, нагретые даже до расплавления (см
...
Основная цель применения сварки взрывом — получение двух- и трехслойных заготовок под прокат листов и труб, а также заготовок для биметаллических деталей в машиностроении
...
Благодаря этому импульс высокой энергии, возникающий во время детонации ВВ, не рассеивается, а оказывает концентрированное действие на металл в зоне сварки
...
Детонация — это процесс, при котором разложение ВВ с выделением газов и тепла распространяется в нем с большой скоростью (несколько тысяч метров в секунду)
...
При инициировании взрыва детонация распространяется со скоростью И по образующей конического колпачка и далее равномерно вдоль цилиндра с образованием плоского фронта, нормального к продольной оси цилиндра
...
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДЕТОНАЦИИ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЕЕ ПРОДУКТОВ С МЕТАЛЛОМДля анализа условий получения при сварке взрывом соединений без повреждения металла основания и облицовки необходимо рассмотреть более подробно процессы распространения детонации и взаимодействия между продуктами детонации и металлом
...
В этой схеме допускается, что непосредственно за фронтом детонации ВВ полностью прореагировало и его объем замещен газом при температуре Т и давлении р, сжимающем газ до плотности р
...
Если размер заряда соизмерим с шириной зоны реакции, то продукты взрыва, расширяясь в поперечном направлении, могут уносить с собой часть заряда до того, как он успеет полностью прореагировать
...
В предельном случае, когда размер заряда очень мал, детонация не распространяется из-за рассеяния энергии при механическом уносе значительной части непрореагировавшего ВВ
...
Для анализа процессов, протекающих в нем при таких давлениях и скоростях, применяют гидродинамический подход, так как металл в этих условиях приближается к квазижидкому состоянию, при котором не передаются сдвиговые напряжения
...
Ударные волны в металле:а — распределение скоростей частиц (и) и напряжений (о) в зубовидной волне сжатия; б — отражение зубовидной ударной волны от перпендикулярной к ней свободной поверхности тела; в — отражение от свободной поверхности тела наклонной ударной волныс увеличением Н растет продолжительность действия давления (рис
...
Упругие волны в металле приводят к возмущениям, сопровождаемым только изменением объема (продольные волны), и возмущениям, связанным только с изменением формы, т
...
Такое зубовидное возмущение удовлетворительно описывает истинное распределение скорости в ударной волне, возникающей в металле в результате детонации ВВ
...
Продольная волна, проходя через любую точку тела, перемещает ее в течение короткого времени со скоростью, изменяющейся от «гаах до 0, на некоторую конечную величину
...
В условиях динамического нагружения с большой скоростью критическое напряжение значительно выше обычного предела прочности при статическом нагружении (табл
...
Переход ударной волны через границу раздела твердых тел:а _ При переходе волны в среду с меньшим акустическим сопротивлением; С — то же с большим сопротивлениемзнак
...
Повреждение металла в результате детонации:с — типичные разрушения, вызываемые действием ударных волн; б—трещины при резком изменении толщины метаемой пластиныпри достижении критического напряжения в месте встречи падающей волны сжатия с отраженной волной растяжения (см
...
ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА СВАРКИ ВЗРЫВОМПараметры эгого процесса выбираются так, чтобы, с одной стороны, получить прочное соединение с проваром по всей поверхности, а с другой — избежать повреждения металла облицовки и основания
...
По существу этот сложный процесс контролируется всего тремя параметрами: скоростью детонации Б; нормальной скоростью юн, развиваемой метаемой пластиной при соударении с основанием, и углом у их встречи при соударении (см
...
Образование кумулятивной струи при соударении двух ' потоков (о) и последовательные стадии волнообразования при Одарке взрывом (б—е) [167]В точке соударения потоков — критической точке О создается максимальное давление ps, которое постепенно понижается в соответствии с нанесенными пунктиром изобарами
...
И при О С, если угол у больше некоторого критического значения уКр, зависящего от И и от свойств металла, также возможно образование кумулятивной струи, способствующей осуществлению сварки взрывом [181]
...
При угловой схеме сварки, когда метаемая пластина значительно тоньше основания, кумулятивная струя может отклоняться от биссектрисы угла у, а количество металла облицовки и основания, образующего струю, неодинаково
...
Исходя из этой схемы можно ожидать, что в «хвосте» В будет преобладать металл метаемой пластины, образующий кумулятивную струю, а в «хоботе» С — металл основания, вытесняемый из зоны соударения
...
Такое соединение наблюдали между отдельными листами алюминия в плотно собранном пакете, подвергнутом нормальному к его поверхности удару телом, летящим со сверхзвуковой скоростью [212]
...
Эта гипотеза нуждается в дополнительном экспериментальном изучении, в результате которого может оказаться более правильным отнесение сварки взрывом не к Р, Т, а к Р, Т, /-процессам, в которых участвует трение
...
Возможная роль трения при сварке взрывом отмечается и в работе [221 ] при образовании соединения между тонкими листами алюминия в результате удара, осуществленного со сверхзвуковой скоростью
...
Скорость соударения зависит от рода ВВ (с увеличением И растет давление продуктов детонации, увеличивается импульс л повышается скорость vн)и от отношения масс заряда и метаемой пластину г = £ ^ ,а также от зазора к
...
Параллельная схема позволяет сохранить постоянство параметров процесса по всей облицовываемой поверхности вне зависимости от ее размеров при условии, что зазор к везде одинаков и не изменяется в ходе сварки, например, из-за податливости опоры
...
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ, СВАРЕННЫХ ВЗРЫВОМОчень высокие давления при сварке взрывом влияют на структуру металлов и протекающие в них процессы
...
Алдер отмечает, что по имеющимся экспериментальным данным температура за фронтом ударной волны, по-видимому, не так существенна, как силы, действующие внутри ее фронта, где происходит интенсивное перемешивание, которому может быть приписана значительно более высокая температура, чем окружающая [140]
...
При достаточно большом градиенте давления фронт ударной волны можно сравнить с мельницей, которая дробит неуплотненное вещество в своей головной части и переводит затем атомы в состояние высокой плотности — стабильное в этих условиях
...
Хотя для образования кристаллического вещества атомы еще должны выстроиться в определенном порядке, их значительные колебания резко уменьшают необходимое для этого время и микросекундный интервал совсем не является таким большим ограничением для фазовых переходов, как считалось раньше [140]
...
Скорость перлитного превращения очень велика и зависит от количества энергии, генерируемой в единицу времени; поэтому с увеличением скорости нагрева скорость перлитного превращения растет, а его температура (Act) остается практически неизменной (рис
...
Здесь наблюдали различные участки с резким, бездиффузионным переходом или с зоной перемешивания шириной 8—14 мкм с постоянной, а иногда плавно изменяющейся концентрацией
...
Высказывается предположение, что происходит механическое перемешивание мельчайших частиц меди и молибдена, поскольку они не дают истинных твердых растворов
...
В частности, при сварке разнородных сталей часто сказывается миграция углерода, обычно направленная из перлитной стали с нестойкими карбидами в фер-ритную или аустенитную сталь с высоким содержанием хрома и других элементов, образующих прочные карбиды
...
Из-за высокого коэффициента теплового расширения в стали Х18Н10Т после термической обработки появляются неблагоприятные напряжения растяжения, в то время как в облицовке из стали 0X13 с низким коэффициентом расширения эти напряжения были сжимающими
...
Характерно, что термическая обработка все же повышает предел выносливости и при облицовке из стали Х18Н10Т, вероятно, в связи с тем, что термические напряжения растяженияменьше сварочных
...
Согласно работе [170] расположение включений зависит от соотношения свойств свариваемых металлов, от направления сварки и формы образующихся в соединении волн
...
Взаимный сдвиг и трение в зоне соударения; в работе [1701 это предположение считается наиболее вероятным, хотя и отмечается необходимость в его специальном экспериментальном подтверждении
...
Однако и с помощью фрикционной гипотезы вряд ли можно объяснить особенности образования включений литого металла и, в частности, три из них: а) одновременное расплавление обоих металлов (при сварке разноименных металлов) в постоянной пропорции; б) внедрение литых включений в основной металл и в) резкий переход от литых включений к основному металлу, в структуре которого отсутствуют следы высокотемпературного нагрева
...
Представляется все же, что и при сварке взрывом без расплавления повышение температуры в зоне соединения является немаловажным фактором, обеспечивающим получение прочного соединения
...
Незаполненные клеточки этой таблицы означают лишь, что сварка взрывом соответствующих сочетаний металлов не была опробована, и вовсе не говорят о ее невозможности
...
Характерно, что наряду с металлами, образующими твердые растворы и интер-металлидные соединения, могут успешно свариваться и металлы (Ре—Ag; Си—Мо) с ничтожной взаимной растворимостью
...
В работе [209] сделан общий вывод о том, что любые металлы и сплавы, достаточно пластичные для деформирования без повреждений при сварке взрывом, могут свариваться этим методом
...
Пока нет систематических данных, опровергающих это положение, хотя в одних случаях допустимый диапазон параметров сварочного режима велик, а в других, наоборот, очень узок и для его установления требуется кропотливая работа
...
Эти трудности преодолевают рациональной конструкцией опоры, обеспечивающей проход большей части волны сжимающих напряжений в опору, этим как бы увеличивается эффективная толщина основания
...
При малом значении бл приходится применять тонкийслой ВВ с тем, чтобы обеспечить нормальное значение г = •При этом может оказаться, что необходимая Н #кр, процесс детонации становится неустойчивым или вовсе не идет
...
Прокладка толщиной 6пр из металла плот-ностью р„п уменьшает г, так как в этом случае г = —т—^-т—■Рм°м п~ Рпр"прБуферная прокладка позволяет увеличить толщину ВВ до Я Нкр без недопустимого повышения х)н
...
В заключение следует подчеркнуть, что технологические возможности сварки взрывом очень широки и еще далеко не полностью изучены, а тем более не использованы в производственных целях
...
КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯДаже при сварке на воздухе с быстрым нагревом окисление — один из наиболее существенных факторов, затрудняющих получение соединений без дефектов
...
Наибольшие трудности возникают при сварке без оплавления, когда толщина окисных пленок велика и для их разрушения и удаления из стыка требуется очень большая деформация
...
При этом необходимо учитывать не только восстановительно-окислительные свойства применяемых защитных газов, но и возможность непосредственного их взаимодействия со свариваемым металлом, иногда ведущего к неблагоприятным последствиям (недопустимому науглероживанию, насыщению газами и др
...
Для газопрессовой сварки при использовании горелок охватывающего типа характерен относительно равномерный нагрев по периметру свариваемых деталей с регулированием градиента температуры вдоль их оси не только за счет изменения длительности нагрева, но и путем поперечных колебаний горелок; при торцовых горелках достигается равномерный нагрев торцов с регулированием градиента температуры вдоль деталей только изменением продолжительности процесса
...
В связи с широкой зоной нагрева удельное давление осадки при газопрессовой сварке близко к соответствующему параметру для контактной сварки оплавлением с подогревом
...
Скорость окисления для металлов, образующих окислы п-типа, не зависит от парциального давления кислорода, а для металлов с окислами р-типа, хотя и зависит от него, но уменьшается с понижением парциального давления кислорода медленно
...
Все это справедливо, конечно, до тех пор, пока количество кислорода в окружающей атмосфере обеспечивает поступление Ог к поверхности раздела окисел—газ в количестве, достаточном для связывания ионов металла, диффундирующих через окисную пленку
...
Поэтому нагрев молибдена в газах, содержащих легко выделяющийся углерод, в частности в СО и углеводородах, приводит к образованию в молибдене карбидов с резким егоохруп-чиванием
...
Цветные металлы и сплавы по этой технологии практически не сваривают из-за трудностей, встречающихся при подборе защитной среды, обладающей необходимыми восстановительными свойствами и не оказывающей вредного влияния на металл при взаимодействии с ним
...
Однако при сварке сталей, на которых образуются относительно легко восстанавливаемые углеродом окислы, а углерод, содержащийся в этих сталях, не связан в термически стойкие карбиды, процесс восстановления окислов углеродом может, как показывает расчет, оказывать большое влияние на кинетику окислительно-восстановительного процесса и на величину предельно допустимого содержания кислорода в газовой фазе
...
Хему, проанализировавшему кинетику восстановления углеродом окисных пленок на железе, скорость удаления пленки {Veoc) пропорциональна содержанию в стали углерода и квадратному корню из коэффициента диффузии (см
...
Зависимость скоростей окисления voк и восстановления ьвос низкоуглеродистой стали при Т= 1320° С от парциального Давления кислородазначение ро2 на несколько порядков выше упругости диссоциации РеО для принятой температуры
...
Важно и то, что легирование стали всеми обычными элементами, кроме никеля и кобальта, снижает скорость диффузии углерода и может существенно сдвинуть предельно допустимое парциальное давление ро„ в сторону более низких его значений [106]
...
Возможно, что при сварке меди без оплавления применима защита аргоном или азотом, не взаимодействующими с медью, при условии очень высокой степени их очистки от02 и Н20 и небольшой добавки газа-восстановителя (На или СО)
...
При сварке с длительным нагревом, и в частности при сварке без оплавления в вакууме возможна очистка соединяемых поверхностей путем растворения окислов в металле или других медленно протекающих процессов (см
...
В качестве восстановительной среды иногда применяют водород (добавляемый к азоту, слабо взаимодействующему с твердой сталью) или углеводороды (природный газ, иногда с добавкой ацетилена)
...
В действительности приходится учитывать кинетику окислительно-восстановительных процессов, протекающих в газовой фазе и на поверхности раздела газ—металл, и, в частности, то, что а) в процессе нагрева при температуре, лежащей ниже Тс„, р авно-весная концентрация Н2Ониже, чем при Тсв, а также ниже упругости диссоциации окислов железа; это может способствовать образованию окислов в ходе нагрева, восстановление которых при конечной температуре сварки не будет завершено; б) сгорание водорода с образованием Н20 и достижение равновесия этой реакции требует некоторого времени; хотя реакции в газовой фазе протекают быстро, а образование паров воды может идти со взрывом, при очень низком парциальном давлении кислорода время завершения реакции образования водяного пара может оказаться больше времени, идущего на связывание непрореагировав-шего кислорода в окислы металла
...
Поэтому при сварке стали без оплавления с защитой смесью азота и водорода приходится подготовлять газ так, чтобы реакция связывания кислорода в водяной пар завершалась до начала взаимодействия газа со свариваемым металлом [70]
...
Жесткие требования к чистоте защитного газа при использовании азотно-водородной смеси для сварки без оплавления приводят к необходимости подготовки изделий к сварке с тщательностью, нередко затруднительной на производстве
...
Тщательная осушка технического водорода до точки росы —63°С, но без его очистки от кислорода, незначительно повысила качество соединений по сравнению со сваркой в неосушенном водороде; ударная вязкость повысилась с 1,2 до 2 кГм/см2
...
Атмосфера СО + С02 для безокислительного нагрева стали с большим содержанием хрома практически неприемлема, так как сродство к кислороду вплоть до температуры порядка 1500° К (рис
...
Обезуглероживающая атмосфера при сварке стали без оплавления менее целесообразна, чем науглероживающая, так как окисление обезуглероженной стали идет значительно быстрее, чем такой же стали с нормальным содержанием углерода (см
...
Хотя при сварке без оплавления восстановительная атмосфера должна исключать окисление, возможные на практике нарушенияусловий защиты могут приводить к переходу от восстановительного процесса к окислительному
...
Их отличие, хотя и не принципиальное, состоит в том, что при цементации продолжительность взаимодействия металла с газом измеряется часами, а при сварке, как правило, секундами; толщина науглероженного слоя при сварке может быть сколь угодно малой, в то время как при цементации она задается
...
Однако при сварке в условиях кратковременного нагрева и быстрого обмена газа в защищаемой зоне контакт с природным газом не только не приводит к образованию пленки твердого углерода, но, как правило, не вызывает заметного науглероживания даже тонких поверхностных слоев стали
...
Это связано с особенностью кинетики разложения метана, представляющего многоступенчатый, очень сложный процесс, последней стадией которого является образование ацетилена, непосредственно диссоциирующего на углерод и водород
...
Однако из-за относительно малой скорости образования ацетилена из метана, связанной с длинной цепочкой промежуточных реакций, в условиях быстрого нагрева взаимодействие с природным газом (в основном метаном) не дает заметного науглероживания, а наличие в газе большого количества С02 и Н20 может даже привести к окислению стали
...
При сварке низкоуглеродистой и низколегированной стали надежные результаты дает восстановительно-науглероживающая среда, науглероживающее действие которой должно быть тем меньше, чем больше продолжительность взаимодействия с ней Нагретого металла
...
Опыт сварки давлением без оплавления с газовой защитой пока ограничен, и дальнейшие исследования в данной области могут внести существенное уточнение в этот перспективный технологический процесс
...
СВАРКА ОПЛАВЛЕНИЕМ В ЗАЩИТНОЙ СРЕДЕПри сварке оплавлением подача газа в зону соединения может преследовать две цели: защиту оплавляемых поверхностей от окисления, а в более общем случае и от взаимодействия с азотом воздуха, или, как это иногда применяется при сварке встык труб, удаление из зазора между оплавляемыми торцами частиц металла для уменьшения внутреннего грата и соответственно увеличения проходного отверстия в стыке
...
При этом газ, омывающий нагреваемые поверхности с небольшой скоростью, не отбирает от них заметного количества тепла; охлаждающим действием такого потока газа можно пренебречь
...
Скорость газового потока в зазоре между оплавляемыми торцами должна значительно превышать скорость частиц металла, приобретаемую ими при взрыве перемычек (см
...
При сопоставлении результатов этих опытов с данными работы [981 следует учитывать, что при сварке труб диаметром 32 мм скорость истечения газа через зазор при одинаковом его расходе была втрое больше, чем при сварке труб диаметром 108 мм
...
Понижение интенсивности нагрева при большой скорости газа в зазоре, вероятно связано не только с теплоотдачей, но и с уменьшением длительности существования контактных перемычек, разрушение которых может быть ускорено быстрым потоком газа [921
...
Однако, как только создаются условия для значительного охлаждения отдельных участков оплавленных торцов в ходе осадки, на них появляется окисленный феррит (рис
...
С увеличением скорости продуваемого воздуха степень окисления 226металла в стыке растет и в соединении появляются обособленные окисные включения, вкрапленные в окисленный феррит
...
С увеличением сечения деталей, а при сварке труб — с повышением толщины их стенки осуществление таких режимов затрудняется особенно при сварке легированных сталей, и приходится прибегать к защите
...
При малом расходе и длительном пребывании газа в контакте с горячим металлом (сварка оплавлением деталей большого сечения и в том числе толстостенных труб продолжается десятки, а иногда и сотни секунд) в нем успевают достаточно полно пройти химические процессы и газ приближается к термодинамическому равновесию
...
Значительно более высокая температура металла при сварке оплавлением по сравнению с его температурой в случае сварки в твердом состоянии (сопротивлением или с нагревом т
...
В частности, при защите природным газом, малоэффективным при сварке без оплавления, когда требуется добавка ацетилена, в случае сварки оплавлением уже возможно науглероживание стали
...
При этом иногда из-за недостаточной просушки брикетов и высокой влажности выделяемого газа в наугле-роженном слое появлялись отдельные участки окисленного феррита
...
Для ее осуществления концы труб перед сваркой на расстоянии около 100 мм от стыка забивали шлако-ватой, а внутрь заглушённых концов закладывали тампоны из шлако-ваты, смоченные в бензине
...
Во всяком случае, непосредственное использование для этой цели защитных сред, опробованных на сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей, часто не дает положительных результатов
...
Воздух или воздушно-кислородная смесь неприемлемы при сварке особо ответственных соединений (в частности, стыков труб-поверхностей нагрева котельных агрегатов) из-за возможного окисления отдельных участков соединения
...
В частности, должно быть исключено попадание в зону сварки влаги из ржавчины, не удаленной с поверхности труб, их концы в зоне нагрева должны быть тщательно очищены
...
В стыке труб из стали Х18Н12Т, сваренных с продувкой чистым азотом, в изломе имелись участки желтоватого цвета, на которых были обнаружены окисные включения (см
...
Пути защиты стыков при сварке аустенитных сталей следует искать в применении смесей, содержащих газы-восстановители, способные и к науглероживанию металла
...
Роль атермического процесса образования и движения дислокаций в создании соединения, типичного для процессов, сопровождаемых значительной пластической деформацией, для Р,Т, А, /-процессов, вероятно, невелика
...
Однако это указывает на то, что в условиях диффузионно-вакуумной сварки при очень малом давлении и соответственно большой длительности процесса спекание может играть заметную роль при выравнивании поверхностей и образовании между ними соединения
...
ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА ПРИ НАГРЕ^ В ВАКУУМЕНи один металл, кроме золота, нельзя считать устойчивым тив окисления на воздухе даже при комнатной температур1 (см
...
Скорость удаления окисной пленки за счет растворения кислорода в металле рассчитывали исходя из предположения, что она ограничивается дисрфузией кислорода в металл, по формулеД£ = -^
...
Максимальную скорость восстановления окислов элементами-раскислителями, содержащимися в металле (например углеродом), рассчитывали на основе совместного решения уравнения диффузии и уравнения Ленгмюра с учетом равновесного давления газообразного продукта реакции (при восстановлении углеродом —- СО)
...
Возможность механического разрушения прочных окисных пленок на алюминии давлением сублимируемых паров металла, появляющихся под пленкой окисла, по-видимому, ничтожна ввиду низкого давления этих паров над твердым алюминием
...
Максимальная расчетная толщина удаленной окисной пленки на нелегированном аустените в зависимости от продолжительности выдержки при 910° С в космическом вакууме и от содержания углерода [ 187 ]
...
Эти расчеты основаны на общих законах термодинамики и не учитывают того, что условия удаления окислов с поверхности металла зависят также от кристаллографической ориентировки поверхностных зерен и некоторых других факторов
...
Влияние давления кислорода на величину этого потенциала определяется по равнениюАС = — ДСГ — ЯТ 1п рог,(48)где АСТ — изобарно-изотермический потенциал реакции окисления при заданной температуре и атмосферном давлении;Я — газовая постоянная; ■ Т -ч- абсолютная температура; рог — парциальное давление кислорода; п — стехиометрический коэффициент
...
Прежде всего необходимо подчеркнуть, что фактический состав газовой фазы, как показывает масс-спектрометрический анализ, резко отличается от расчетного, соответствующего принятой степени разрежения
...
Это, в частности, указывает на то, что при нагреве в вакууме стали удаление окисных пленок может идти как за счет реакций, протекающих на границе металл— окисел (восстановление углеродом), так и реакций взаимодействия с внешней средой (остаточной газовой фазой) на границе раздела окисел—газ
...
После нагрева образцов в течение 10—15 мин и их охлаждения в вакууме наблюдалось осветление образцов в высокотемпературной зоне и появление темной пленки на соответствующем участке экрана (рис
...
Возможны два предположения: а) по окончании процесса восстановления окисной пленки углеродом с чистой поверхности металла происходит сублимация атомов железа; б) одновременно с восстановлением окислов железа углеродом (происходящим на границе раздела металл—окисел и сопровождаемым выделением окиси углерода, диффундирующей через окисную пленку) идет процесс их восстановления в результате прямого взаимодействия с газовой фазой
...
С увеличением температуры контактное сопротивление, косвенно характеризующее толщину окисной пленки, быстрее падает от исходного (порядка 15 ООО мком) до минимального (около 20 мком), соответствующего контактному сопротивлению образцов, очищенных стальной щеткой
...
Схема опыта по очистке в вакууме образцов с выточкойжелезо с поверхности пленки может переноситься на экран путем сублимации или диссоциации окислов, или же в результате восстановления окислов элементами, содержащимися в газовой фазе, с последующей сублимацией атомов восстановленного железа
...
В стали Х18Н9Т углерод связан в более прочные карбиды, и можно было бы ожидать, что скорость восстановления пленки на аустенитной стали будет приблизительно в 10 раз меньше, чем на низкоуглеродистой (если справедливо расчетное предположение, что скорость удаления пленок контролируется скоростью диффузии углерода в металле)
...
Если бы скорость удаления окиси углерода через окисную пленку была бы определяющей в кинетике восстановления пленки, то следовало бы ожидать значительной разницы во времени восстановления окислов на низкоуглеродистой и аустенитной сталях
...
Не исключено, что наблюдаемое несоответствие — кажущееся и вызывается уже отмеченным отсутствием линейной зависимости между действительной толщиной пленки и ее электросопротивлением
...
При этом выравнивание даже относительно небольших поверхностных выступов невозможно без значительной общей пластической деформации, распространяющейся в глубь тела (см
...
В условиях Р, Т, А, /-процессов, когда стремятся осуществить сварку с минимальной макро-пластической деформацией и в связи с этим применяют низкие давления, выравнивание поверхности может идти в результате двух родственных процессов, протекающих одновременно, но с различными скоростями: ползучести и спекания
...
Роль ползучести и спекания в сглаживании поверхности и образовании соединения может существенно зависеть от рода свариваемого металла и от условий сварки (температуры и давления)
...
К расчету длительности сглаживания микронеровностей на поверхности твердых тел в результате ползучести [162]При п 1, что соответствует обычной геометрии катаной или механически обработанной поверхности металла,А =к —а-
...
Действительно, сечение выступа у основания относительно велико, а развивающиеся здесь напряжения малы; поэтому скорость ползучести в основании выступа также очень мала
...
Значения р, определенные по профилограммам, рассчитанные по ним величины с, а также расчетные значения Ат при различной чистоте обработки поверхности приведены в табл
...
По-видимому, схема со смятием микронеровностей лучше отражает физические процессы, протекающие при выравнивании поверхности, тем более, что возможное в контакте напряжение х (см
...
К исследованию механизма спекания:а — модель Кучинского (спекание проволоки с пластинкой); б — преимущественное устранение пор вблизи движущейся межяеренной границы (Х80)металла (под действием сил поверхностного натяжения, стремящихся придать поре между спекаемыми частицами форму с минимальной поверхностью); б) с испарением и конденсацией (атомы относительно легко испаряются на выпуклой поверхности частицы и конденсируются в вогнутой «горловине»); в) с поверхностной диффузией в «горловину» и г) с объемной диффузией [47]
...
В опыте использовали проволоку из сплава, представляющего собой твердый раствор замещения предельной концентрации (при комнатной температуре), в котором растворенный элемент обладает большей скоростью диффузии, чем растворитель
...
Диффузия избыточных вакансий в глубь металла привела к преимущественной диффузии атомов растворенного вещества к поверхности; твердый раствор здесь при комнатной температуре оказался пересыщенным, и из него выпала вторая фаза
...
Бернард считает, что в первой стадии спекания, когда идут процессы адгезии и увеличения сечения «горловины», решающее значение имеет объемная самодиффузия, а в конечной стадии при устранении изолированных пор (а в условиях диффузионной сварки — микронесплошностей) основная роль принадлежит диффузии по границам зерен [169]
...
Роль границ при спекании подтверждается, в частности, тем, что как только изолированная пора попадает внутрь зерна и перестает сообщаться с его границей, дальнейшее уменьшение ее размеров резко замедляется или приостанавливается
...
Тщательное определение энергии активации процесса залечивания поры, пересекаемой границей зерна, показало, что эта энергия соответствует процессу поверхностной диффузии
...
Увеличение давления р должно влиять на процесс выравнивания поверхности в основном в той степени, в какой оно сказывается на размерах и особенно на количестве образующихся микроконтактов, являющихся центрами для последующего развития процесса спекания
...
Если суммарная площадь этих контактов пропорциональна р, то их количество N = А0рк, где & — показатель, меньший единицы, и Л о — постоянная, зависящая от температуры, механических свойств металла и шероховатости поверхности
...
Можно ожидать, что время выравнивания и достижения физического контакта, в том случае если в этом процессе доминирующее значение действительно имеет спекание, будет обратно пропорционально р
...
Энергия активации как процесса ползучести, так и спекания (в его основной стадии) равна энергии активации самодиффузии, и, как следствие, влияние температуры на скорость обоих процессов должно быть практически одинаковым
...
В предельном случае, когда в принятом для сварки диапазоне температуры и давления один из соединяемых металлов можно считать абсолютно не деформируемым (скорость ползучести V — 0), для достижения физического контакта за счет ползучести мягкий металл должен заполнить все неровности на поверхности более твердого
...
Если принять, что класс обработки поверхности у обоих металлов был одинаковым, то условная чистота поверхности для деформируемого мягкого металла как бы уменьшится вдвое, а необходимое по расчету время образования физического контакта возрастет в 4 раза (по сравнению с расчетным /ф для двух деталей из одинакового, мягкого металла)
...
В частности, способность металлов к образованию твердых растворов облегчает их спекание вследствие дополнительного выигрыша в величине свободной энергии системы, связанного с ее уменьшением при образовании твердого раствора
...
Поэтому при диффузионной сварке одноименных металлов, когда длительный нагрев благоприятствует достижению такого равновесия, основной интерес представляет анализ кинетики формирования соединения
...
Увеличение длительности сварки до 5 мин не устранило общей границы зерен по линии соединения; однако нормализация в этом случае уже привела к ликвидации такой границы (рис
...
Кроме того, они учли особенности пластической деформации на различных стадиях ползучести, что позволило авторам работы [76], в частности, объяснить исходя из представлений о решающей роли ползучести в выравнивании поверхности ход кривой ов = / (/) при конечной прочности соединения в начальный момент и наличии на этой кривой перегиба (см
...
Фактическая скорость сварки растет с повышением чистоты обработки поверхности, а также с ростом давления и температуры, однако имеющиеся ограниченные по объему опыты подтверждают теоретическую зависимость t = f (п, р, Т) только качественно, без количественной корреляции
...
Если в момент снятия нагрузки формирование соединения близко к завершению (например, при } = 30 сек и обработке по У8) и в нем, по-видимому, уже имеется много сваренных микроучастков, дальнейшее его формирование в результате спекания протекает сравнительно быстро
...
Одновременно измеряли увеличение диаметра В образцов в зоне сварки, характеризующего ход процесса ползучести на кривой АВ = ф (г); типичный для кривой ползучести перегиб в интервале / = З-т-7 сек подтверждает основную роль ползучести р изученных условиях сварки
...
Если при сварке предварительно очищенных образцов установившиеся значения механических свойств, и в частности относительного удлинения, достигаются уже за I - 1 мин, то при сварке предварительно окисленных образцов для этого требуется 4—12 мин (меньшее значение / соответствует получению установившихся показателей прочности)
...
Наличие на соединяемых поверхностях в исходном состоянии сравнительно толстой пленки окислов не сказалось на установившихся значениях ни показателей прочности, ни относительного удлинения
...
Это указывает на то, что в ходе достаточно длительного нагрева (в проведенных опытах ~16 мин) окислы успевают полностью восстановиться и, как следствие, не влияют на свойства соединения
...

Эксплуатация сварочного оборудования: Справочник рабочего. 3-е изд.
Источники питания сварочной дуги: Учебник
Механизация и автоматизация сварочного производства
Основы сварки давлением
Охрана труда при сварке в машиностроении
Сварка химически активных и тугоплавких металлов и сплавов
Сварка разнородных сталей

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Основы сварки давлением